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異步傳輸模式——ATM

云知道

隨著Internet與多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展 ， Web上的圖像、音頻、視頻等多媒體內(nèi)容越來(lái)越多 ， 用戶需要有更高的接人速率 。而現(xiàn)有的電路交換和分組交換很難勝任寬帶高速的交換任務(wù) 。對(duì)于電路交換 ， 當(dāng)數(shù)據(jù)的傳輸速率及其突發(fā)性變化很大時(shí) ， 交換的控制就變得十分復(fù)雜；對(duì)于分組交換 ， 當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率很高時(shí) ， 協(xié)議數(shù)據(jù)單元在各層的處理成為很大的開銷 ， 無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的業(yè)務(wù)的時(shí)延要求 。異步傳輸模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)就是建立在電路交換和分組交換基礎(chǔ)上的一種新的交換技術(shù) ， 他可以很好地進(jìn)行寬帶信息交換 。
1 ATM信元格式及速率
ATM傳送信息的基本載體是ATM信元 。ATM信元采用53B的固定長(zhǎng)度 ， 其中48B為數(shù)據(jù) ， 另附加5B作為信頭 。在信元交換過(guò)程中 ， 主要是參照信頭的內(nèi)容對(duì)信元進(jìn)行處理 。信頭內(nèi)容在UNI和NNI中略有不同 ， 如圖1所示 。
GFC(Generic Flow Contr01)：一般流量控制 ， 只用于UNI接口 ， 目前沒用 ， 置為0000 。
VPI(Virtual Path Identifier)：虛通道標(biāo)識(shí) ， 在一個(gè)接口上將若干個(gè)虛通路集中起來(lái)組成一個(gè)虛通道(VP) ， 并以虛通道為網(wǎng)絡(luò)治理的基本單位 。VPI在UNI中為8b ， 在NNI中為12b 。
VCI(Virtual Channel Identifier)：虛通路標(biāo)識(shí) ， 標(biāo)識(shí)虛通道內(nèi)的虛通路 ， VPI／VCI一起標(biāo)識(shí)一個(gè)虛連接 。
PTI(Payload Type)：載荷類型指示 ， 用于指明信元中的載荷(數(shù)據(jù)域中攜帶的數(shù)據(jù))類型 。
CLP(Cell Loss Priority)：信元丟失優(yōu)先級(jí) ， 用于擁塞控制 。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí) ， 首先拋棄CLP等于1的信元 。
HEC(Header Error Contr01)：信元差錯(cuò)控制 ， 用來(lái)檢測(cè)信頭中的錯(cuò)誤 ， 并可以糾正信頭中的1 b差 。HEC的另一個(gè)作用是用于信元定界 ， 利用HEC字段和他之前的4B的相關(guān)性可識(shí)別出信頭位置 。HEC的功能在物理層實(shí)現(xiàn) 。
2 ATM交換原理
與普通IP傳輸?shù)姆敲嫦蜻B接不同 ， ATM是一種面向連接的交換方式 。ATM交換機(jī)是根據(jù)信元頭的信息 ， 基于信元完成的 。一個(gè)ATM交換機(jī)可能只使用信元頭的VPI部分 ， 或只使用VCI部分 ， 或者兩個(gè)部分都使用來(lái)決定如何轉(zhuǎn)發(fā)信元 。其工作過(guò)程大致是；ATM交換機(jī)接收來(lái)自特定輸入端口的、帶有標(biāo)記的VPI／VCI字段和表明屬于特定虛電路的信元 ， 然后檢查路由表 ， 從中找出從哪個(gè)輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)該信元 ， 并設(shè)置輸出信元的VPI／VC!值 。就像電話呼叫的例子 ， 只使用信元頭部的VPI字段進(jìn)行ATM信元的大量交換是非常有用的 。
ATM采用了虛連接技術(shù) ， 將邏輯子網(wǎng)和物理子網(wǎng)分離 。類似于電路交換 ， ATM首先選擇路徑 ， 在2個(gè)通信實(shí)體之間建立虛通路 ， 將路由選擇與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分開 ， 使傳輸中間的控制較為簡(jiǎn)單 ， 解決了路由選擇瓶頸問(wèn)題 。設(shè)立虛通路和虛通道兩級(jí)尋址 ， 虛通道是由兩結(jié)點(diǎn)間復(fù)用的一組虛通路組成的 ， 網(wǎng)絡(luò)的主要治理和交換功能集中在虛通道一級(jí) ， 減少了網(wǎng)管和網(wǎng)控的復(fù)雜性 。在一條鏈路上可以建立多個(gè)虛通路 。在一條通路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元均在相同的物理線路上傳輸 ， 且保持其先后順序 ， 因此克服了分組交換中無(wú)序接收的缺點(diǎn) ， 保證了數(shù)據(jù)的連續(xù)性 ， 更適合于多媒體數(shù)據(jù)的傳輸 。在信頭的各個(gè)組成部分中 ， VPI和VCI是最重要的了 。這兩個(gè)部分合起來(lái)構(gòu)成了一個(gè)信元的路由信息 ， 該信息表示這個(gè)信元從哪里來(lái) ， 到哪里去 。為此常把這兩個(gè)部分合起來(lái)記作VPI和VCI 。ATM交換就是依據(jù)各個(gè)信元上的VPI和VCI ， 來(lái)決定把他們送到哪一條輸出線上去 。
每個(gè)ATM交換機(jī)建立一張對(duì)照表 。對(duì)于每個(gè)交換端口的每一個(gè)VPI和VCI ， 都有對(duì)應(yīng)表中的一個(gè)入口 。當(dāng)VPI和VCI分配給某一信道時(shí) ， 對(duì)照表將給出該交換機(jī)的一個(gè)對(duì)應(yīng)輸出端口以及用于更新信頭的VPI和VCI值 。

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